Особенности химического состава растительных остатков степных сообществ Монголии
Автор: Буянтуева Любовь Батомункуевна, Баттогтох Баярмаа, Абидуева Елена Юрьевна
Журнал: Вестник Бурятского государственного университета. Философия @vestnik-bsu
Рубрика: Химия
Статья в выпуске: 3, 2011 года.
Бесплатный доступ
Проведено исследование химического состава степных растений Монголии. Изученные степные фитоценозы по содержанию основных органических соединений (белков, жиров и клетчатки) имеют хорошую питательную ценность. Согласно нормам обеспеченности растений микроэлементами отмечен дефицит цинка и меди. С целью профилактики заболеваний, связанных с дефицитом данных микроэлементов необходима оптимизация содержания их путем обогащения ими кормовых растений.
Органические вещества, растительный опад, макро-, микроэлементный состав, ветошь, фитомасса, кормовая ценность, нейтрально-детергентной клетчатки, кислотно-детергентная клетчатка
Короткий адрес: https://sciup.org/148180180
IDR: 148180180 | УДК: 547
Characteristics of chemical composition of steppe communities plant residues in Mongolia
The chemical composition of steppe plants of Mongolia was researched. The investigated steppe phytocenosis has a good nutritional value, defined by the content of basic organic compounds (proteins, fats, fiber). According to the norms of plant availability by micronutrients the deficiency of zinc and copper was marked. In order to prevent diseases, associated with deficiency of these micro-nutrients, their content should be optimized by enriching forage plants with them.
Текст научной статьи Особенности химического состава растительных остатков степных сообществ Монголии
Степи Монголии играют исключительно важную роль в жизни и хозяйственной деятельности их жителей. Они широко используются под пастбища и являются дешевым источником кормов для основной отрасли сельского хозяйства – животноводства. Степные растительные сообщества в сравнении с другими типами растительности испытывают наибольшее антропогенное воздействие. В ре- зультате происходит нарушение их структуры и как следствие изменение химического состава. Исследование особенностей химического состава степных экосистем Монголии является актуальным в связи с необходимостью сохранения и рационального использования этих уникальных природных экосистем.
Основной целью нашей работы было исследование химического состава растительных остатков степных фитоценозов Монголии.
Объект и методы исследования
Для исследования химического состава растительных остатков использовали надземные (живые и мертвые) и подземные части (корни) растений степных фитоценозов Монголии: змеевково-ковыльного сообщества из караганы, разнотравно-змеевково-ковыльного , мятликово-ковыльного и житняково-змеевково-ковыльного сообществ.
Сбор растительного материала проводился в период массовой вегетации в 2010 г. на территории аймаков Хэнтэй, Сухэ-Баатор и Дорнод.
Химический анализ включал определение органического вещества и элементного состава растительного опада. Целлюлозу определяли по модифицированному методу Кюршнера-Ганека, лигнин – по методу Классона, жиры методом экстракции в аппарате Сокслета. Содержание протеина рассчитывали по общему азоту умножением на коэффициент 6,25. Сахар, крахмал определяли методом экстракции с антроновым реактивом. Содержание фракций клетчатки ADE и NDE (нейтральнодетергентной и кислотно-детергентной клетчатки) определяли с помощью кислотного и нейтрального детергента [1]. Определение содержания Fe, Cu, Zn, Mn, Co, Cr, Cd, в полученных минерализатах осуществляли на атомно-абсорбционном спектрофотометре SOLAAR M6; Са и Mg – комплексонометрическим методом; N –титриметрическим методом по Кьельдалю, P – фотометрическим ванадие-вомолибдатным методом; Na, К – определяли методом пламенной фотометрии (фотометр ПФ-1) [2].
Результаты исследования
Знание химического состава растительных остатков дает представление о кормовой их ценности. От качества корма зависит поедаемость, перевариваемость и соответственно уровень продуктивности животных [3, 4]. При этом одной из важнейших характеристик качества растений является содержание в них основного питательного вещества – протеина. В зеленой фитомассе исследуемых растительных образцов содержание белков составляет от 10,2 до 13,4%. Больше всего протеинов (13,4%) обнаружено в растительных остатках змеевково-ковыльного сообщества, произрастающего на территории аймака Хэнтэй. В мертвой надземной фитомассе количество белка заметно снижается и составляет от 6,50 до 7,44%. В подземной фитомассе содержание белка составляет 7,75-9,31%.
Одним из основных критериев качества растений служит содержание клетчатки. При высоком (больше 25% в пересчете на сухое вещество), а также низком содержании клетчатки происходит снижение перевариваемости и усвояемости растительных остатков животными. Кроме того, целлюлоза способна связывать доступную воду, поэтому низкое его содержание вызывает у животных нарушение водного баланса. В зеленой фитомассе исследованных растительных образцов содержание целлюлозы составляет от 23,6-27,4%. В мертвой надземной фитомассе и в корнях количество клетчатки значительно увеличивается и составляет от 28,3 до 43,1% и от 28,3 до 35,1% соответственно. Для объективной характеристики поедаемости и перевариваемости животными степных растений исследуемых фитоценозов были исследованы запасы нейтрально-детергентной клетчатки (NDF) и кислотно-детергентной клетчатки (ADF). Содержание NDF и ADF в живой надземной фитомассе составило 46,2-49,5 и 32,9-35,4% соответственно. Полученные данные соотношения двух этих фракций (1:1,1-1,4) соответствуют нормальному процессу пищеварения и усвоения питательных веществ животными (табл. 1).
Таблица 1
Органические вещества растительного опада степных сообществ Монголии (в %, в воздушно-сухом веществе)
|
Растительные образцы |
Площадки |
Влаж ность |
Органические вещества, в % |
Зола |
ADE |
NDE |
||||
|
сахар |
жиры |
крахмал |
сырой протеин |
сырая клетчатка |
||||||
|
Зеленая фитомасса |
1 |
5,6 |
7,20 |
2,28 |
1,78 |
12,1 |
23,6 |
7,25 |
3,4 |
46,8 |
|
2 |
6,8 |
15,20 |
3,74 |
2,68 |
11,4 |
24,7 |
5,66 |
32,9 |
46,2 |
|
|
3 |
5,0 |
5,60 |
3,68 |
6,88 |
13,4 |
25,1 |
5,51 |
34,0 |
47,8 |
|
|
4 |
6,2 |
9,95 |
4,58 |
1,24 |
10,2 |
27,4 |
6,52 |
35,4 |
49,7 |
|
|
5 |
7,4 |
7,17 |
3,49 |
3,55 |
10,2 |
26,6 |
4,39 |
35,2 |
49,5 |
|
|
Мертвая фитомасса |
1 |
5,6 |
2,90 |
1,04 |
4,93 |
7,12 |
35,7 |
14,13 |
- |
- |
|
2 |
5,2 |
1,33 |
- |
3,95 |
5,06 |
43,1 |
35,98 |
31,3 |
44,0 |
|
|
3 |
4,8 |
0,07 |
0,88 |
2,68 |
7,44 |
39,4 |
15,28 |
38,8 |
54,5 |
|
|
4 |
5,8 |
1,91 |
0,81 |
2,94 |
6,50 |
34,2 |
15,25 |
42,6 |
59,9 |
|
|
5 |
4,0 |
1,35 |
1,26 |
3,57 |
6,50 |
28,3 |
15,68 |
38,7 |
54,5 |
|
|
Корни |
1 |
6,0 |
следы |
следы |
следы |
9,31 |
28,3 |
13,19 |
- |
- |
|
2 |
4,4 |
- |
- |
- |
9,12 |
33,9 |
19,10 |
- |
- |
|
|
3 |
4,4 |
- |
- |
- |
8,25 |
30,5 |
40,49 песок |
- |
- |
|
|
4 |
3,6 |
- |
- |
- |
8,50 |
35,2 |
15,61 |
- |
- |
|
|
5 |
3,6 |
- |
- |
- |
7,75 |
35,1 |
39,37 песок |
- |
- |
|
- – не исследовано
Большой интерес представляет также изучение запасов макро- и микроэлементов в исследуемых растительных образцах. Особое значение имеет исследование азота, фосфора и калия, лимитирующих рост и развитие растений (табл. 2). Общие запасы азота в надземной части живых растений составляют 0,81-1,94%, калия – 0,27-1,30% и фосфора – 0,03-0,16%. Запасы данных элементов, особенно калия, в мертвой надземной фитомассе заметно снижаются. Видимо, это обусловлено оттоком этих элементов из стареющих тканей. Содержание азота составляет 0,81-1,14%, фосфора – 0,04-0,06% и калия – 0,23-0,39%. В подземной фитомассе значительно снижается концентрация фосфора, калия и в меньшей степени азота. Заметно увеличивается содержания магния.
Несмотря на различные концентрации, макроэлементы, содержащиеся в надземной (живой и мертвой) и подземной (корнях) фитомассе исследуемых образцов, составляют общие следующие аккумулятивные ряды:
надземная (живая) – N>K>Ca>P>Mg;
надземная (мертвая) – Сa> N> K> Mg> P;
подземная (корни) – N> Ca> K> Mg> P.
Биологические достоинства растительных кормов наряду с определенным содержанием органических соединений характеризуются наличием и микроэлементов. Многие микроэлементы входят в структуру таких биологически активных веществ, как витамины, ферменты, гормоны, и принимают непосредственное участие в сложных обменных процессах в организме животных. Поэтому недостаточное содержание отдельных химических элементов в пастбищной траве и других растительных кормах пагубно отражается на организме животных. Среди микроэлементов, обеспечивающих нормальный обмен веществ в животном организме, особое место занимают медь, кобальт, марганец, цинк и железо [7, 8]. Общие запасы этих микроэлементов в исследуемых растительных образцах надземной живой фитомассы представлены в таблице 2.
Сравнение наших данных содержания макро- и микроэлементов в исследуемых образцах с пороговыми концентрациями данных элементов в кормовых растениях [9] позволило выявить недостаточную их обеспеченность Р, Мg, Zn и частично Си. В пределах нормы и выше отмечены микроэлементы N, Са, К, Mn, Pb, Cd и Fe соответственно.
Таким образом, зеленая масса изученных степных фитоценозов соответственно своим биохимическим показателям имеет относительно хорошую кормовую ценность. Однако при выпасе животных на зимней ветоши, где наблюдается недостаточность протеина, каротина, фосфора и других важных элементов питания, необходимо обязательно вскармливать животных хорошим сеном и концентрированными кормами. С целью профилактики заболеваний, связанных с дефицитом микроэлементов (Р, Мg, Zn, и Си), необходима оптимизация содержания их путем обогащения ими кормовых растений.
Таблица 2
Элементарный химический состав растительных остатков (в воздушно-сухом веществе) степных фитоценозов Монголии
|
Растительные образцы |
Площадка |
Макроэлементы, в % |
Микроэлементы, мг/кг |
|||||||||
|
N |
P |
Ca |
Mg |
К |
Zn |
Cu |
Mn |
Fe |
Pb |
Cd |
||
|
Зеленая фитомасса |
1 |
1,94 |
0,16 |
0,94 |
следы |
1,30 |
13,94 |
6,24 |
38,07 |
142,47 |
1,78 |
0,10 |
|
2 |
1,82 |
0,09 |
0,69 |
0,08 |
1,10 |
10,54 |
3,90 |
17,27 |
100,56 |
0,38 |
0,03 |
|
|
3 |
2,14 |
0,11 |
0,66 |
0,06 |
1,12 |
11,21 |
4,99 |
17,87 |
176,65 |
0,52 |
0,01 |
|
|
4 |
1,64 |
0,13 |
0,50 |
0,13 |
1,09 |
8,28 |
2,12 |
20,76 |
165,79 |
0,24 |
0,01 |
|
|
5 |
1,63 |
0,09 |
0,48 |
0,07 |
0,89 |
8,05 |
2,59 |
15,94 |
171,94 |
0,60 |
0,02 |
|
|
Мертвая фитомасса |
1 |
1,14 |
0,06 |
1,20 |
0,13 |
0,45 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
2 |
0,81 |
0,03 |
0,92 |
0,11 |
0,28 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
3 |
1,19 |
0,04 |
1,67 |
0,24 |
0,27 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
4 |
1,04 |
0,05 |
0,82 |
0,07 |
0,39 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
5 |
1,04 |
0,06 |
1,19 |
0,11 |
0,23 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
Корень |
1 |
1,49 |
0,06 |
0,89 |
0,33 |
0,49 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
2 |
1,46 |
0,05 |
1,32 |
0,23 |
0,30 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
3 |
1,32 |
0,03 |
0,81 |
0,05 |
0,34 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
4 |
1,36 |
0,06 |
0,50 |
0,05 |
0,41 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
5 |
1,24 |
0,05 |
0,66 |
0,09 |
0,41 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
- – не исследовано.
